obliczanie watości przybliżonej ze wzoru Taylora
q: mam taką prośbę, czy ktos mógłby mi wyjaśnić jak się oblicza przybliżoną wartość ze wzoru
Taylora. Próbowałam to zrozumieć na podstawie książki i nie potrafię tego pojąć ...
| | 1 | |
np jeśli mam takie zadanie: obliczwartość wyrażenia |
| z dokładnością do 0,001. |
| | 3√e | |
wiem, że należy zamienić na e
−13 i będzie f(x) = e
x ale co dalej?
Trivial:
Rozwijamy funkcję f(x) = e
x w szereg taylora w otoczeniu punktu x = 0.
Wszystkie pochodne są takie same i wynoszą f
(k)(x) = e
x, f
(k)(0) = 1. Zatem
| | xk | | xk | |
ex = ∑k = 0∞ |
| = ∑k = 0n |
| + Rn(x) |
| | k! | | k! | |
Chcemy wiedzieć gdzie uciąć sumowanie szeregu aby reszta była
|R
n(−
13)| < 0.001
Zapisujemy resztę w postaci Lagrange'a
| | xn+1 | |
Rn(x) = |
| f(n+1)(ξ) dla pewnego ξ ∊ [0,x]. |
| | (n+1)! | |
Jako że nasza funkcja ma rosnącą pochodną (n+1) stopnia możemy napisać
| | xn+1 | | xn+1 | |
|Rn(x)| ≤ | |
| f(n+1)(x)| = | |
| ex| |
| | (n+1)! | | (n+1)! | |
Mamy zatem
| | (−1)n+1 | | 1 | |
|Rn(−13)| ≤ | |
| e−1/3| ≤ |
| |
| | 3n+1(n+1)! | | 3n+1(n+1)! | |
Chcemy aby
|R
n(
13)| < 0.001
Wystarczy że przyjmiemy n takie że
Możemy próbować kolejne n = 1,2,3 aż zadziała
Nierówność jest spełniona już dla n=3. Sumujemy:
| | 1 | | 1 | | 1 | | 58 | |
e−1/3 ≈ 1 − |
| + |
| − |
| = |
| = 0.716049... |
| | 3*1! | | 9*2! | | 27*3! | | 81 | |